Avaliação dos índices de cavitação a jusante de comportas segmento invertida em condutos retangulares

Abstract

A utilização de comportas ou válvulas para controlar a vazão em estruturas hidráulicas é bastante comum, no entanto sua operação deve ser realizada com grande cautela, em virtude da ocorrência de escoamentos turbulentos a jusante destes dispositivos de controle, os quais produzem esforços hidrodinâmicos intensos que podem ser prejudiciais e causar danos à estrutura dos condutos ou causar danos na própria comporta. O escoamento, nestes casos, pode vir a ter velocidades elevadas e pressões instáveis em alguns trechos e, consequentemente, maior probabilidade de comprometer a estrutura dos condutos por diversos fenômenos físicos. Para realizar o descarregamento de fundo de barragens, enchimento e esvaziamento de eclusas de navegação e quaisquer situações que pressuponham o controle de vazão é necessária a utilização desses dispositivos de controle de vazão, podendo ocorrer problemas de cavitação junto a eles. Este trabalho procura avaliar os índices de cavitação a jusante de comportas tipo segmento invertida em condutos retangulares, sistema muito utilizado em enchimento e esvaziamento de eclusas de navegação. Inicialmente é realizada uma pesquisa bibliográfica apresentando as principais estruturas onde pode ser utilizada, seu funcionamento e importância, posteriormente apresentada a pesquisa bibliográfica sobre os índices de cavitação críticos para diferentes tipos de estruturas, seguido por medidas mitigadoras de danos e por fim aplicação do método proposto por Sell (2018) para prever pontos de operação críticos através da utilização de modelos reduzidos. Os dados obtidos através dos ensaios em dois modelos reduzidos foram analisados em escala de protótipo, a partir da análise dos dados e da aplicação dos índices de cavitação críticos foi possível estimar adimensionais de posição e operação, obtendo-se resultados satisfatórios, quando comparados os